Das Wärmestrahlungsmodell ermöglicht die Wärmeübertragung durch Strahlung über transparente Festkörpermedien. Die Transmissionsgradmaterialeigenschaft definiert den Grad der Transparenz eines Festkörpers. Die Wärmeübertragung durch Strahlung über ein transparentes, vollständig von einem Fluid umgebenen Festkörperobjekt kann durch Zuweisen einer Transmissionsgradeigenschaft ungleich 0 zum Material simuliert werden. Undurchsichtige Festkörper, die von transparenten Festkörpern umschlossen sind, können ebenfalls modelliert werden. Damit ist sogar das "Verschachteln" mehrerer Schichten undurchsichtiger und transparenter Festkörper möglich.
Beim Wärmestrahlungsmodell wird die einen transparenten Festkörper passierende Strahlungsenergie nicht abgeschwächt; die Strahlungsenergie wird also nicht vom Medium absorbiert. Spektraleffekte werden innerhalb eines transparenten Objekts nicht berücksichtigt, und die Energie verlässt das Objekt zerstreut. Energie kann jedoch über die Oberfläche absorbiert und dann emittiert werden (Emissionsvermögen = Absorptionsvermögen). Die Energiebilanz für die Wärmeübertragung durch Strahlung sieht wie folgt aus:
Hierbei ist die Reflektivität = 1 - Emissionsvermögen - Transmissionsgrad.
Weitere Informationen zum Erstellen von benutzerdefinierten Materialien...
Interne transparente Bauteile
Um die Wärmeübertragung durch Strahlung durch einen transparenten, vollständig von einem Fluid umgebenen Festkörper einzubeziehen, weisen Sie einen Wert für Transmissionsgrad ungleich 0 zu einem benutzerdefinierten Material zu. Weitere Informationen zum Erstellen von benutzerdefinierten Materialien...
Beachten Sie, dass die Summe von Transmissionsgrad und Emissionsvermögen kleiner oder gleich 1 sein muss.
Externe transparente Bauteile
So beziehen Sie die Wärmeübertragung durch Strahlung durch eine transparente Fläche auf der Außenwand, wie z. B. ein Fenster, ein
- Modellieren Sie den transparenten Bereich als Festkörper.
- Weisen Sie einem benutzerdefinierten Material über den Materialeditor einen Transmissionsgrad zu. (Beachten Sie, dass das Bauteil über eine Transmissionsgradeigenschaft ungleich 0 verfügen muss, damit es als transparent angesehen werden kann.)
- Weisen Sie der externen Fläche eine transparente Randbedingung zu:
Die mit dieser Randbedingung angegebene Temperatur wird verwendet, um den eingehenden Strahlungsfluss entsprechend dieser Gleichung zu definieren:
Transparente Randbedingungen sollten nur auf externe Ränder angewendet werden, so dass der eingehende Strahlungsfluss außerhalb der Analysedomäne liegt. Sie müssen einem Festkörpermaterial zugewiesen werden; die Zuordnung zu einem Fluidmaterial führt zu einem Fehler.
Probleme mit Solarwärme sollten keine transparenten Randbedingungen verwenden, da die Verhältnisse des Solarwärmeproblems eine Struktur mit Himmelswölbung und Boden benötigt, die die gesamten externen Grenzen definiert. Wenn Fenster in diesen Fällen modelliert werden, wären diese transparenten Materialien innerhalb der Analysedomäne, wodurch transparente Randbedingungen nicht geeignet wären.
Wenn ein transparentes Material mit Flächen auf einer externen Umgrenzung keiner transparenten Randbedingung zugewiesen sind, werden das Emissionsvermögen und der Transmissionsgrad automatisch auf 0 gesetzt. Da die Reflexion die Differenz zwischen 1 und der Summe aus Emissionsvermögen und Transmissionsgrad ist, ist die externe Umgrenzung dann vollkommen reflektierend (wie eine Silberbeschichtung auf einem Spiegel) zur Außenhaut des Modells. Dies geschieht zu Energiesparzwecken. Da keine Hintergrundtemperatur definiert ist, kann der Wärmeverlust/-gewinn nicht berechnet werden.
Transparente Teile mit Solarwärme
Zum Einschließen von Solarwärme durch eine externe transparente Oberfläche, z. B. ein Fenster:
- Modellieren Sie den transparenten Bereich als Festkörper.
- Wählen Sie die Variation Solar-Fenster für Transmissionsgrad aus und weisen Sie Werte für SHGC und U-Faktor einem benutzerdefinierten Material mit dem Materialeditor zu.
- Aktivieren Sie die Solarwärme im Dialogfeld Start. Geben Sie im Dialogfeld Solarwärme das Datum, die Uhrzeit und die Position der Simulation an und legen Sie die Umgebungstemperatur oder zeitliche Variation fest.
